[發(fā)明專利]中空介孔納米碳球固定化酶及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711274729.8
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN107760668B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 鄭明明;黃鳳洪;董喆;時杰;湯虎;鄧乾春
• 申請（專利權）人: 中國農業(yè)科學院油料作物研究所
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

1.一種中空介孔納米碳球固定化酶，其特征在于它包括酶和用于固定所述酶的載體中空介孔納米碳球，所述的中空介孔納米碳球的顆粒直徑為300～400nm，比表面積為1100～1200m²/g，外殼厚度為20～60nm，空腔尺寸為250～350nm，介孔的孔徑尺寸為8～14nm；

所述中空介孔納米碳球固定化酶的固載量在100～300mg/g范圍內。

2.權利要求1所述的中空介孔納米碳球固定化酶的制備方法，其特征在于主要步驟如下：

1）將硅源分散到反應溶劑中，加入催化劑和間苯二酚、甲醛，進行攪拌反應，所得固體即為二氧化硅/間苯二酚-甲醛低聚物；

2）將二氧化硅/間苯二酚-甲醛低聚物在保護氣體的作用下進行煅燒，得到二氧化硅/碳復合物；

3）用氫氟酸水溶液浸泡二氧化硅/碳復合物去除二氧化硅模板，得到中空介孔納米碳球；

4）將酶分散到緩沖溶液中，配制得到酶溶液；將中空介孔納米碳球置于酶溶液和有機溶劑的混合溶液中進行酶的固定化，得到中空介孔納米碳球固定化酶。

3.根據權利要求2所述的中空介孔納米碳球固定化酶的制備方法，其特征在于步驟1）中所述的硅源為四乙氧基硅烷和四丙氧基硅烷中的一種或兩種按任意比例的混合物。

4.根據權利要求2所述的中空介孔納米碳球固定化酶的制備方法，其特征在于步驟1）中，所述的反應溶劑由無水乙醇和水組成，兩者體積比為7:1～2:1。

5.根據權利要求2所述的中空介孔納米碳球固定化酶的制備方法，其特征在于步驟1）中，所述的攪拌反應的溫度為20～40℃，時間為20～30h。

6.根據權利要求2所述的中空介孔納米碳球固定化酶的制備方法，其特征在于步驟2）中，所述煅燒的溫度為600～800℃，時間為4～6h。

7.根據權利要求2所述的中空介孔納米碳球固定化酶的制備方法，其特征在于步驟4）中，中空介孔納米碳球、酶和有機溶劑的質量/體積比為1g : (120～450)mg：(5～15)mL。

8.根據權利要求2所述的中空介孔納米碳球固定化酶的制備方法，其特征在于步驟4）中，酶的固定化溫度為4～10℃，時間為0.5～3h。

9.根據權利要求2所述的中空介孔納米碳球固定化酶的制備方法，其特征在于具體步驟如下：

1）二氧化硅/間苯二酚-甲醛低聚物的制備：將硅源分散到反應溶劑中，加入催化劑，攪拌均勻后加入間苯二酚和甲醛，進行攪拌反應，反應結束后，依次用水洗和乙醇洗，干燥后得到二氧化硅/間苯二酚-甲醛低聚物；

2）二氧化硅/碳的制備：將干燥后得到的二氧化硅/間苯二酚-甲醛低聚物置于管式爐中，以高純氮氣為保護氣體，于600～800℃下煅燒4～6h，得到二氧化硅/碳復合物；

3）中空介孔納米碳球的制備：用氫氟酸水溶液浸泡去除二氧化硅/碳復合物中的二氧化硅模板，并洗滌至中性，干燥，得到中空介孔納米碳球；

4）酶在中空介孔納米碳球上的固定化：按酶與磷酸鹽緩沖溶液的比例為 8～15mg :1mL，將酶分散到pH為 5.0～7.0的磷酸鹽緩沖溶液中，得到酶溶液；然后，按照中空介孔納米碳球、酶溶液和有機溶劑的比例為 1g: (15～30)mL：(5～15)mL，將中空介孔納米碳球置于酶溶液和有機溶劑的混合溶液中進行酶的固定化，反應完成后經洗滌干燥，得到以中空介孔納米碳球為載體的固定化酶。